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Ballon de Héron et dispositif assurant l'expulsion de liquides dans toutes les positions du récipient.
. Le brevet allemand 356945/1920 a fait connaître un ex- tincteur d'incendie qui sous forme de ballon de Héron doit assu- rer l'expulsion du liquide pour toutes positions du récipient cylindrique. Dans ce brevet le problème est résolu théoriquement par l'emploi d'un robinet à trois voies, mais il présente en pratique pour des objectifs actuels,.l'inconvénient que l'angle de réglage d'un robinet est trop grand et qu'un robinet étanche présente de trop grands frottements. La mise en place des dis- positifs rotatifs intérieurs suivant les dessins de ce brevet est irréalisable..
La présente invention a.pour but de réaliser cet ob- jectif pratiquement, avec les moyens les plus simples, et notam- @
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ment pour des réservoirs de service utilisés spécialement pour la pulvérisation de liquides et qui sont remplis de liquide et chargés de gaz sous pression par l'usager lui-même.
Suivant l'invention, dans le récipient, entre la tête de la soupape et un contre-palier, éventuellement avec interposition de tubulures et de moyens d'application, est monté pivotant, un cylindre dont les couvercles constituent des butées pour un obturateur de soupape percé d'une lumière suivant son axe et se déplaçant suivant celui-ci dans le cylindre; au voisinage de ces butées sont introduits dans des chambres annulaires constituées par une gorge taillée dans le couvercle ou dans le piston., des tuyaux qui sont, de la sorte, obturés ou découverts par le piston, agissant comme soupape et non comme tiroir.
Dans le dessin, les Fig. 1 à 3, montrent une réalisation qui n'est pas susceptible d'être démontée; par contre les Fig. 4 et 5 une réalisation démontable; les Fig. 1 et 4 montrent en élévation et en coupe les deux exécutions; la Fig. 2, en élévation, le dispositif de réglage suivant la Fig. 1; les Fig. 3 et 5, en élévation, des coupes des dispositifs de,réglage des Fig. 1 et 2.
Dans la Fig. 1 un ballon de Héron constitué de deux récipients emboités est désigné par 1; dans son fond supérieur est engagé un anneau de remplissage 2, servant de réceptacle au corps de soupape 3. Ce dernier est muni d'une part d'un tube de chargement 4 de type connu et contenant une soupape de retenue à bille et, d'autre part, d'une vis de soupape 7 qui sert au réglage de la sortie vers la tuyère de projection ou de pulvérisation.
La tête de soupape possède en outre une tubulure 8 se prolongeant dans le récipient et qui, comme le palier inférieur 9,est constitué sous la forme d'une crapaudine cônique et permet ainsi de rendre pivotant un système axial de tiges et de tuyauteries 10, 11, 12 et 13; notamment la barre 10 se termine par un pivot dans le palier 9; sur celle-ci est enmanchée une douille déplaçable 11, qui porte un cylindre 12, lequel, de son côté, porte un pivot supérieur percé 13, qui s'engage dans la tubulure 8.
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.Un ressort puissant 14, logé dans la douille 11 tend à séparer continuellement celle-ci de l'axe 10 et, comme l'axe 10 repose dans le palier inférieur, il appuie continuellement l'une sur l'autre, pour qu'elles ne puissent se séparer, les parties 11, 12, 13 et 8 et assure l'étanchéité entre elles. Lorsque, pour le remplissage de liquide dans le récipient, le corps de soupape 3 est dévissé, un chevalet de palier 15, sur lequel, après une petite ascension, appuie par la surface portante de son épaulement, l'organe 13, empêche que le système perde sa cohésion ou se disloque.
Le chevalet 15 laisse malgré cela assez de jeu pour le remplissage ; son alésage est d'ailleurs plus grand que le diamètre du tourillon 13, de sorte que ce dernier, lors du vissage de la tête de soupape, se détache du chevalet 15 et ainsi ne donne pas lieu à une augmentation de frottement en particulier lorsque le tourillon ne tourne pas rond.
Dans le cylindre 12 se déplace axialement un piston perforé 16, qui a un très léger jeu entre les organes 11 et 13 constituant ses butées et qui sont à considérer, en même temps, comme les couvercles du cylindre. Le piston 16 est pourvu d'une gorge annulaire 17 (voir Fig. 2 et 3), en regard de laquelle, le cylindre 12 présente des alésages 18, au travers desquels s'engagent les crochets 19 d'un levier fourchu 20 (qui est monté dans un chevalet de palier en forme de U, 21, 21' par exemple au moyen d'une vis 22 et porte à l'autre extrémité du levier un contrepoids 23) dans la rainure 17 du cylindre 16 de telle sorte que le contre-poids oscillant actionne le piston.
Les organes 11 et' 13 sont, en 24, à l'intérieur du cylindre, décolletés de telle sorte que lorsque le piston vient en contact avec une de ces butées décolletées, il se forme une chambre annulaire qui présente dans la paroi du cylindre 12, des alésages 27 (Fig. 1,2), en communication avec des tuyaux 30 et 31. Les tuyaux se prolongent chacun jusqu'au voisinage d'un des fonds et afin d'assurer leur meilleure liaison avec le cylindre, ils sont fixés de préférence à des évidements emboutis 28 solidaires des bras du chevalet de .palier 21.
A ces bras peuvent être prévus des griffes 29 (Fig.2) convenables pour pouvoir être encastrées de manière ferme et
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compacte dans un cylindre constitué par exemple en résine synthétique, produit qui, non seulement, est bon marche, mais possède également des propriétés de glissement aisé par rapport au piston métallique 16.
Le fonctionnement est le suivant : Dans la position verticale du récipient représenté à la fig. 2, par l'intermédiaire des crochets 19, le contre-poids oscillant lève le piston 16, jusqu'au contact avec l'organe 13, ferme ainsi la chambre annulaire supérieure 24 et supprime sa communication avec l'alésage de la partie 13 et par suite aussi avec l'alésage central de la tête @ de soupape 8 et 3. Le tuyau 30, qui débouche dans la chambre à gaz est donc fermé.
Par contre, sous l'action du gaz sous pression, contenu dans le récipient, le liquide est expulsé de celuici par le tuyau 31 débouchant à la partie inférieure, parvient ainsi dans la chambre annulaire 24 correspondante et, comme le piston soulevé laisse, devant sa butée inférieure, un dégagement 25 (fig. 2), le liquide parvient à l'air libre au travers de l'alésage du piston 16, de l'organe 13 et de la tête de soupape 8 et 3, puis par la soupape ouverte 7 et la tuyère 6. Si le récipient est placé la tête en bas, le tuyau 31 débouche dans la @ chambre à gaz et, par contre, le tuyau 30 dans le liquide.
Mais comme maintenant le contre-poids 23 descend vers le tuyau 30, il se comprend que le piston vient en contact avec la partie 11, que son alésage propre est ainsi obturé mettant hors circuit le tuyau 31 ; contre devant la butée de l'organe 13 il laisse un dégagement et établit, en même temps, une liaison directe de l'alésage de celui-ci avec sa chambre annulaire 24 et ainsi avec le tuyau 30.
Lorsque le récipient est en position horizontale, par rotation autour de son axe, le contre-poids occupe toujours sa position la plus basse, et par suite les embouchures des tuyaux 30 et 31 sont obligées de rester à la partie inférieure du récipient. Le poids pendulaire est alors au milieu de son angle d'oscillation et le piston permet l'écoulement par les deux tuyaux vers le tube collecteur. Si le récipient est forte- ment vidé, il arrivera bien que celui-ci s'écarte un peu de la
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position horizontale et en conséquence l'un des tuyaux 30 ou 31 émergera du liquide et plongera dans la chambre à gaz;si le piston n'obture pas ce tuyau cela conduirait à l'échappement du gaz de sorte que la vidange ultérieure du liquide serait impossible.
La vidange du récipient sera donc d'autant plus complète que l'angle, c'est-à-dire le jeu du piston entre ses butées est petit.
Comme le débit dépend également du diamètre on peut faire le jeu du piston aussi petit que l'on veut et en assurer une exécution facile et précise. Le piston et les organes 11 et 13 agissent ensemble comme organes d'obturation, à la façon de l'obturateur et du siège d'une soupape. D'autres dispositifs d'obturation ne permettraient que difficilement et à grands frais d'obtenir une semblable précision.
Dans les fig. 4 et 5 est représentée une exécution démontable, permettant de faire des démontages et réparations du récipient. Le récipient 1 se compose de deux fonds et d'un jable et pour ce qui concerne les parties 2 à 7, ce qui a été dit plus haut reste valable; toutefois les assemblages par vis 2 et 3 sont ici de dimensions correspondamment grandes afin de pouvoir extraire le dispositif de vidange au travers de l'anneau 2.
Le prolongement 8' de la tête de soupape ± est ramené à un congé très court et se complète d'une vis 9' vissée dans 8' de même que dans l'alésage central de 1 et dont la tige est dimensionnée de telle sorte qu'un cylindre 12', dont l'alésage est excentré dans un prisme rectangulaire (fig. 5), rende encore suffisamment étanche, par ses fonds encastrés, à brides 11' et 13', contre le cylindre,, le rebord 8' et la tête de la vis 9', tout en pouvant pivoter légèrement. Le cas échéant, une rondelle à ressort peut être placée contre la tête de la vis. Le piston de commande 16' logé dans le cylindre, porte un alésage assez grand qui donne passage à la vis 9' tout en laissant libre une rainure suffisante pour le passage du liquide.
La vis 9', comme représenté à la fig. 4 est alésée dans sa partie filetée et aussi profondément dans la tige qu'un alésage transversal rétablit la communication de l'alésage axial avec l'espace annulaire situé entre la vis et le piston 16'.
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-Pour la simplification, les chambres annulaires dans lesquelles débouchent les tuyaux 30' et 31' n'ont pas été ici entaillés dans les couvercles de cylindre 11', 13'(comme précédemment à la fig.
1 pour 11 et 13), mais ces entailles sont ménagées dans le piston qui, de son côté, porte une gorge annulaire 17' (fig. 5), dans laquelle, ainsi qu'il est connu, par des ouvertures 18' pratiquées dans le corps du cylindre 12' s'attachent les crochets 19' du levier 20', dont le contrepoids 23' a été toutefois ici décalé de 90 , afin de pouvoir se loger entre les tronçons de tuyaux 30' et 31' très voisins l'un de l'autre. La fixation du levier 20' se fait ici au moyen d'un boulon 22'; de même la fixation des tuyaux 30', 31', se fait directement dans le corps du cylindre 12t.
Les tuyaux 30', 31' sont ici disposés sensiblement parallèles entre eux jusqu'au voisinage du manteau du rédipient et ce n'est qu'ensuite que le tuyau 31' s'incurve vers le fond inférieur. Ceci est nécessaire afin de pouvoir démonter.le système au travers de l'anneau 2, dont le diamètre ne peut être dépassé par les dimensions d'aucun de tous ces organes. Il en résulte que ces récipients doivent de préférence être construits courts et avoir un grand diamètre car sinon notamment le tuyau 31' devrait être élastique ou pourvu d'une partie élastique, par exemple, d'un tuyau ressort 32.
Comme les tuyères 6 n'ont que de petits alésages, il ne faut aussi, dans le dispositif intérieur que de petites sections de passage. Le chargement de gaz sous pression se fait par contre si énergiquement et par à-coups de sorte que'les sections intérieures sont insuffisantes. L'exécution suivant la fig. 1 a l'avantage que le siège à ressort entre 8 et 13 agit comme une soupape de sûreté et cède sous l'action de la surpression. L'exécution plus fine de la fig. 4 ne possède pas ce dispositif.
Il est recommandable de prévoir un alésage 33, allant directement depuis la tubulure de chargement, dans le ballon de Héron, ce qui est d'ailleurs possible sans difficulté par suite du plus -grand vissage. A l'encontre de la représentation de la fig. 4 il
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ne peut pas y avoir alors de communication directe entre la tubulure de chargement et l'alésage central.
Il est recommandable de disposer aussi près que possible de la tête de soupape, les organes de commande de celle-ci de telle sorte que la hauteur d'ascension de même que la chute de pression depuis les organes de commande jusqu'à la sortie soit aussi petite que possible, sans quoi il y aurait danger que de petites inétanchéités dans la commande de la soupape se fassent .jour, par suite d'échappement de gaz sous pression.
REVENDICATIONS
1.- Ballon de Héron comportant un dispositif qui garantit l'expulsion du liquide dans toutes les positions du récipient, un réservoir cylindrique, une tête de soupape constituant vis d'obturation, et un tuyau d'échappement dont l'intérieur est à deux branches, dont les extrémités sont disposées jusque près des fonds et dont 1'-ouverture est commandée par un contrepoids oscillant, caractérisé par le fait que dans le réservoir 1, entre la tête de soupape (8 .
8') et un contrepalier (9, 9'), le cas échéant par interposition de tubulures (10) et de moyens de pression (14), sont placés des cylindres pouvant pivoter (12, 12') dont les couvercles (11, 13, 11', 13') constituent des arrêts (sièges de soupape) pour un obturateur de soupape en forme de piston (16,16') percé d'un alésage et déplaçable suivant l'axe du cylindre, arrêts dans le voisinage desquels sont amenés dans les chambres annulaires (24, 24') formées par décolletagesdu couvercle ou du piston, des tuyaux (30, 31, 31', 30')' qui sont de la sorte obturés ou ouverts, par le piston agissant comme une soupape et non comme un tiroir.